《鉆井工程理論與技術(shù)》課后題答案

簡述地層沉積欠壓實(shí)產(chǎn)生異常高壓的機(jī)理。公認(rèn)的成因是由于沉積物快速沉降，壓實(shí)不均勻造成的。所支撐的那部分上覆巖層壓力，從而導(dǎo)致了異常高壓。簡述在正常壓實(shí)的地層中巖石的密度、強(qiáng)度、孔隙度、聲波時(shí)差和d指數(shù)隨井深變化的c規(guī)律。指數(shù)隨井深的增加而增大。c2000m25MPa，求地層壓力當(dāng)量密度。解： Ph h

2520001.276(g/cm3)答：地層壓力當(dāng)量密度是g/cm32500m1.18g/cm3，若地層壓力為，求井底壓差。解：PPPb h

gh27.525001.180.0098127.51.44MPa答：井底壓差是。3200m，產(chǎn)層壓力為，求產(chǎn)層的地層壓力梯度。解：G Ph h

H23.132000.0072MPa/m答：產(chǎn)層的地層壓力梯度m。巖石硬度與抗壓強(qiáng)度有何區(qū)別？答：巖石硬度是巖石表面的局部抵抗外力壓入的能力，抗壓強(qiáng)度則是巖石整體抗壓的能力。巖石的塑性系數(shù)是怎么樣定義的嗎？簡述脆性）巖石的塑性系數(shù)是表征巖石塑性和脆性大小的參數(shù)；（2）脆性巖石在壓入破碎時(shí)的特性：只有彈性為變形無塑性變形；破碎；塑性巖石在壓入破碎時(shí)的特性：只有塑性變形而無脆性破碎。14.什么時(shí)巖石的可鉆性？我國石油部門采用什么方法評價(jià)巖石的可鉆性？將地層按可鉆性分為幾級嗎？）巖石的可鉆性是指巖石破碎的難易性，它反映了巖石抵抗鉆頭的破碎能力。31.75mm55r/min取三個(gè)孔鉆進(jìn)時(shí)間的平均值為巖樣的鉆時(shí)，對鉆時(shí)取以2為底的對數(shù)值作為該巖樣的可鉆性級值K，一般K取整數(shù)值。d d（3）按可鉆性可將地層分為10級。第二章1.評價(jià)鉆頭性能的指標(biāo)有哪幾項(xiàng)？答：評價(jià)鉆頭性能的指標(biāo)有鉆頭進(jìn)尺、鉆頭工作壽命、鉆頭平均機(jī)械鉆速本。銑齒牙輪鉆頭和鑲齒牙輪鉆頭有哪些不同嗎？齒牙輪鉆頭是在牙輪上鉆出孔后，將硬質(zhì)合金齒鑲?cè)肟字校卸喾N齒形。國產(chǎn)三牙輪鉆頭有哪幾個(gè)系列？試解釋81/2HP5答：國產(chǎn)三牙輪鉆頭有以下八個(gè)系列，分別為普通三牙輪鉆頭Y、噴射式三牙輪鉆頭動密封軸承噴射式三牙輪鉆頭MP、滾動密封軸承保徑噴射式三牙輪鉆頭MPB、滑動密封軸承噴射式三牙輪鉆頭HPHPBXMPXH。試解釋81/2HP5：的含義是什么？有哪些特點(diǎn)？答：PDC的含義是聚晶金剛石復(fù)合片，它是以金剛石粉為原料，加入粘結(jié)劑在高溫高壓下燒結(jié)而成；它既具有金剛石的硬度和耐磨性，弱點(diǎn)是熱穩(wěn)定性差，350OC以上加速磨損，抗沖擊能力差。18.鉆柱主要由哪幾個(gè)部分組成？其主要功用有哪些嗎？）鉆柱主要由方鉆桿、鉆桿段和下部鉆具組合三大部分組成。（2）它主要功能有為鉆井液流動通道、給鉆頭提供鉆壓、傳遞扭矩、起下鉆頭、計(jì)量井深、觀察和了解井下情況、進(jìn)行其它特殊作業(yè)、鉆桿測試。20為什么鉆柱下部使用鉆鋌而不使用鉆桿？壓、保證壓縮條件下的必要強(qiáng)度、減輕鉆頭的振動、擺動和跳動等、控制井斜。井下鉆柱受到哪些力作用？最主要的作用力是什么？（1）井下鉆柱受到自重產(chǎn)生的拉力、鉆壓產(chǎn)生的壓力、鉆井液的浮力、摩擦阻力、循環(huán)生的交變應(yīng)力；（2）最主要的作用力是軸向力。何謂鉆柱中性點(diǎn)？為什么要保證中性點(diǎn)落在鉆鋌上？而不能落在強(qiáng)度較弱的鉆桿上。在條件允許的情況下，為什么要盡可能選用大尺寸的鉆柱？什么叫復(fù)合鉆柱，使用復(fù)合鉆柱有何優(yōu)點(diǎn)？）復(fù)合鉆柱是采用不同尺寸、或不同壁厚、或不同鋼級的鉆桿組成的鉆桿柱。（2）一定鉆機(jī)負(fù)荷能力下鉆達(dá)更大的井深。（）最大安全靜拉載荷是指允許鉆桿所承受的由鉆柱重力引起的最大載荷。（2）目前確定鉆柱的最大安全靜拉載荷的方法有三種：安全系數(shù)法、設(shè)計(jì)系數(shù)法拉載荷。某井用91/2in7in鉆鋌c=1632N/）和5in鉆桿q=m，設(shè)計(jì)鉆壓為180K，鉆井液密度為1.28g/cm3，試計(jì)算所需要鉆鋌長度。解：K 1d11.280.836sB 7.8sSW 1.18180L N max 155.68(m)c qK cos 1.6320.836c B若每根鉆鋌的長度10m，則需要鉆鋌16根。答：所需要的鉆鋌長度為160m。D=1500mW=14t1.38g/cm3，鉆具結(jié)構(gòu)為：81/2inv+61/2in200m(q=136.24kg/m)+5in1300m(q=29.04kg/m)。求中性點(diǎn)所在井深。c c 1.38d1）浮力系數(shù):KdB

1s

1 0.823 、式7.8LN

Wq c

14103136.24

124.86(m) （3）中性點(diǎn)所在井深：D Lv N答：中性點(diǎn)在與井底處。第四章鉆進(jìn)參數(shù)優(yōu)選

1500124.861375.14(m)2200mm21114hB6b。解：軸承磨損到B6級，表示軸承磨損了6/。 參考、例4-28dB

1W

P133、式（4-15）dt bnW1.5t 801961.514軸承工作系數(shù):b 4.1106B 0.75f第五章井眼軌跡控制垂直投影圖和垂直剖面圖有何區(qū)別？垂直投影圖是將井眼軌跡這條空間曲線投影在鉛垂平面上所得。垂直剖面圖是設(shè)想經(jīng)過井眼垂直剖面圖。鉆具導(dǎo)致井斜的主要因素是傾斜和彎曲。鉆具和井眼直接由間隙，為鉆具傾斜彎曲創(chuàng)造條件2）按照設(shè)備時(shí)，天車、有車、轉(zhuǎn)盤不在一條鉛垂線上轉(zhuǎn)盤安裝不平井徑擴(kuò)大如何引起井斜？如何防止井徑擴(kuò)大？頭軸向和井眼軸線不重合，導(dǎo)致井斜。大，同時(shí)通過調(diào)整鉆井液性能，使用具有很好護(hù)壁性能的鉆井液滿眼鉆具組合控制井斜的原理是什么？它能使井斜減小嗎？井眼垂直。它不能使井斜減小。BHA底部鉆具組合，它是鉆頭+馬達(dá)+扶正器+加重鉆桿（具）等除了普通鉆桿的井底總成。作用：它可以造斜、扭方位?？梢允广@頭傾斜，使新鉆井眼不斷偏離原井眼，還可以使鉆頭實(shí)現(xiàn)切向切削，同樣使新鉆井眼偏離原井眼。軌跡控制的三個(gè)階段的主要任務(wù)各是什么？三個(gè)階段的主要任務(wù)為：1）打好垂直井段：實(shí)鉆軌跡盡可能鉛垂，井斜角盡量小2）把好定向造斜關(guān)：把握好定向造斜段的方位3）跟蹤控制到靶點(diǎn)：不斷使用各種造斜工具盒鉆具組合，使井眼軌跡離開設(shè)計(jì)軌道“不要太遠(yuǎn)”。水平井的難度主要表現(xiàn)在哪些方面？引起這些難度的原因是什么？水平井難度主要表現(xiàn)在：1）水平井的軌跡控制要求高、難度大2）管柱受力復(fù)雜鉆井液密度選擇范圍變小，容易出現(xiàn)井漏和井涌巖屑攜帶困難井下纜線作業(yè)困難保證固井質(zhì)量難度大完井方法選擇和完井工藝難度大引起這些難度的原因是：井眼井斜角大，井眼曲率大。34.井斜方位角與象限角的換算（1）方位角：50o，90o，175o，200o，315o，0o象限角：N50oE，N90oE，S5o（2）象限角： ，S70oW，N50oE，N33oW

S20oW，N45oW，N0o方位角： ，250o， 50o， 327o39D內(nèi)h s c75mm，E=×1010Pa

，ρ＝1.33kg/L；設(shè)計(jì)允許最大井斜角（3o。試求該組d合的中扶正器距離鉆頭的最優(yōu)距離。解：據(jù)P18、式5-3，可以參考5-： 注意各變量的單位(d d)2C4dmh s)2C4dm

(0.2160.215)20.0005(m)E20.5941010Pa20.594107kN/m2J

(d464 c

d4)ci

754)10124.77105(m4)64

（P183、q 1m1

1.33) (0.17820.0752)7.89.8 )1.30(kN/m) 4 7.8s∴16CEJ 1 160.000520.594107

4.771054Lpq sin

1.30sin